O PROBLEMA GERAL
DA NAVEGAÇÃO
1.1 DEFINIÇÃO; FORMAS; SEQÜÊNCIA
BÁSICA DAS ATIVIDADES
1
Entre as várias definições de navegação, uma que apresenta com precisão os principais aspectos envolvidos na questão estabelece que “navegação é a ciência e a arte de conduzir com segurança, dirigir e controlar os movimentos de um veículo, desde o ponto de partida até o seu destino”. O veículo pode ser um navio ou embarcação, um submarino, uma aeronave, uma espaçonave ou um veículo terrestre.
Da definição acima, derivam as diversas formas da navegação: navegação marítima (de superfície ou submarina), navegação aérea, navegação espacial e navegação terrestre. Outras classificações também aplicadas especificam ainda mais o meio ambiente no qual o veículo se desloca, surgindo daí categoria como navegação fluvial e navegação polar.
Este Manual aborda, basicamente, a navegação marítima de superfície, adotando, desta forma, a seguinte definição:
“NAVEGAÇÃO É A CIÊNCIA E A ARTE DE CONDUZIR, COM SEGURANÇA, UM NAVIO (OU EMBARCAÇÃO) DE UM PONTO A OUTRO DA SUPERFÍCIE DA TERRA”
Sem dúvida, a Navegação foi, inicialmente, quando o homem começou a locomover-se sobre a água em rústicas embarcações, uma arte. Entretanto, logo elementos de ciência foram incorporados. Hoje, a Navegação conserva aspecto de ambos. É uma ciência, pois envolve o desenvolvimento e utilização de instrumentos de precisão (alguns extremamente complexos), métodos, técnicas, cartas, tábuas e almanaques. É, também, uma arte, pois envolve o uso adequado dessas ferramentas sofisticadas e, principalmente, a interpretação das informações obtidas. A maior parte do trabalho da Navegação é feita com instrumentos de precisão e cálculos
•Efetuar um estudo prévio, detalhado, da derrota que se deseja seguir, utilizando, principalmente, as CARTAS NÁUTICAS da área em que se vai transitar e as PUBLICAÇÕES DE AUXÍLIO À NAVEGAÇÃO (Roteiros, Lista de Faróis, Lista de Auxílios-Rádio, Tábuas das Marés, Cartas-Piloto, Cartas de Correntes de Marés, etc.). Esta fase denomina-se PLANEJAMENTO DA DERROTA; e
•No mar, durante a EXECUÇÃO DA DERROTA, determinar a POSIÇÃO DO NAVIO sempre que necessário, ou projetá-la no futuro imediato, empregando técnicas da Navegação Estimada, a fim de se assegurar que o navio está, de fato, percorrendo a derrota planejada, com a velocidade de avanço prevista e livre de quaisquer perigos à navegação.
Um sumário das atividades a serem desenvolvidas na navegação é apresentada na Figura 1.1.
Figura 1-1
SEQÜÊNCIA DE OPERAÇÕES NA NAVEGAÇÃO
1. PLANEJAMENTO E TRAÇADO DA DERROTA (ESTUDO DA VIAGEM)
SELEÇÃO DAS CARTAS NÁUTICAS, CARTAS PILOTO E PUBLICAÇÕES DE SEGURANÇA À NAVEGAÇÃO NECESSÁRIAS.
VERIFICAR, PELOS “AVISOS AOS NAVEGANTES”, SE AS CARTAS E PUBLI-CAÇÕES ESTÃO ATUALIZADAS.
ESTUDO DETALHADO DA ÁREA EM QUE SE VAI NAVEGAR.
TRAÇADO DA DERROTA NAS CARTAS GERAIS E DE GRANDE ESCALA. REGISTRO DE RUMOS, VELOCIDADES E ETAs.
2. DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO NAVIO.
3. PREVISÃO DA POSIÇÃO FUTURA DO NAVIO, UTILIZANDO TÉCNICAS DA NAVEGAÇÃO ESTIMADA.
4. NOVA DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DO NAVIO.
5. CONFRONTO DA POSIÇÃO DETERMINADA E DA POSIÇÃO ESTIMADA PARA UM MESMO INSTANTE, A FIM DE:
a – DETERMINAR OS ELEMENTOS DA CORRENTE.
b – CORRIGIR O RUMO E A VELOCIDADE, PARA SEGUIR A DERROTA PREVISTA, COM A VELOCIDADE DE AVANÇO ESTABELECIDA, COMPEN-SANDO A CORRENTE.
6. REPETIÇÃO DAS OPERAÇÕES DE (2) A (5), COM A FREQÜÊNCIA NECESSÁ-RIA À SEGURANÇA DA NAVEGAÇÃO.
1.2 TIPOS E MÉTODOS DE NAVEGAÇÃO;
PRECISÃO REQUERIDA E INTERVALO
DE TEMPO ENTRE POSIÇÕES
Embora existam várias outras classificações, algumas até mesmo muito sofisticadas, é tradicionalmente reconhecido que a navegação apresenta três tipos principais, ou categorias primárias, de acordo com a distância que se navega da costa ou do perigo mais próximo: NAVEGAÇÃO OCEÂNICA: é a navegação ao largo, em alto-mar, normalmente praticada a mais de 50 milhas da costa.
NAVEGAÇÃO COSTEIRA: como o próprio nome indica, é a navegação praticada já mais próximo da costa, em distâncias que, normalmente, variam entre 50 e 3 milhas da costa (ou do perigo mais próximo). Pode, também, ser definida como a navegação feita à vista de terra, na qual o navegante utiliza acidentes naturais ou artificiais (pontas, cabos, ilhas, faróis, torres, edificações, etc.) para determinar a posição do navio no mar.
NAVEGAÇÃO EM ÁGUAS RESTRITAS: é a navegação que se pratica em portos ou suas proximidades, em barras, baías, canais, rios, lagos, proximidades de perigos ou quaisquer outras situações em que a manobra do navio é limitada pela estrita configuração da costa ou da topografia submarina. É este, também, o tipo de navegação utilizado quando se navega a distância da costa (ou do perigo mais próximo) menores que 3 milhas. É o tipo de navegação que maior precisão exige.
O tipo de navegação praticado condiciona a precisão requerida para as posições e o intervalo de tempo entre posições determinadas. Embora não haja limites rígidos, os valores apresentados na Figura 1.2 dão uma idéia dos requisitos de precisão e da freqüência mínima de determinação de posições para as três categorias básicas de navegação.
Para conduzir qualquer um dos tipos de navegação, o navegante utiliza-se de um ou mais métodos para determinar a posição do navio e dirigir seus movimentos.
Os principais MÉTODOS DE NAVEGAÇÃO são:
NAVEGAÇÃO ASTRONÔMICA: em que o navegante determina sua posição através de observações dos astros.
NAVEGAÇÃO VISUAL: em que o navegante determina sua posição através de observações visuais (marcações, alinhamentos, ângulos horizontais ou verticais, etc.) de pontos de terra corretamente identificados e/ou de auxílios à navegação de posições determinadas (condição essencial: os pontos de apoio e os auxílios à navegação visados devem estar representados na Carta Náutica da região).
NAVEGAÇÃO ELETRÔNICA: em que o navegante determina sua posição através de informações eletrônicas (obtidas de Radar, Radiogoniômetro, Omega, Decca, Loran, Satélite etc.).
NAVEGAÇÃO ESTIMADA: método aproximado de navegação, através do qual o navegante executa a previsão da posição futura do navio (ou embarcação), partindo de uma posição conhecida e obtendo a nova posição utilizando o rumo, a velocidade e o intervalo de tempo entre as posições.
1.3 A FORMA DA TERRA; A ESFERA
TERRESTRE
Primeiramente o homem imaginou a Terra como uma superfície plana, pois era assim que ele via. Com o correr dos tempos, descobriu-se que a Terra era aproximadamente esférica. Na realidade, a superfície que a Terra apresenta, com todas as suas irregularidades exteriores, é o que se denomina SUPERFÍCIE TOPOGRÁFICA DA TERRA e não tem representação matemática.
Tentando contornar o problema da falta de representação matemática para a superfície da Terra, concedeu-se o GEÓIDE, que seria o sólido formado pela superfície do nível médio dos mares, supondo-o recobrindo toda a Terra, prolongando-se através dos continentes (Figura 1.3).
O GEÓIDE, entretanto, ainda não é uma superfície geometricamente definida. Assim, medições geodésicas precisas, realizadas no século passado e no início deste, estabeleceram como a superfície teórica que mais se aproxima da forma real da Terra, a do ELIPSÓIDE DE REVOLUÇÃO, que é o sólido gerado pela rotação de uma elípse em torno do eixo dos pólos (Figura 1.4).
Figura 1.4 – Parâmetros do Elipsóide Internacional de Referência
O ELIPSÓIDE INTERNACIONAL DE REFERÊNCIA tem os seguintes parâmetros: RAIO EQUATORIAL (SEMI-EIXO MAIOR):
a = 6.378.388,00 metros
RAIO POLAR (SEMI-EIXO MENOR): b = 6.356.911,52 metros
ACHATAMENTO:
EXCENTRIDADE:
Os parâmetros de outros elipsóides de referência podem ser encontrados no Apêndice C (Volume II).
A diferença deste ELIPSÓIDE para uma SUPERFÍCIE ESFÉRICA é, porém, muito pequena e, assim, a ESFERA é adotada como SUPERFÍCIE TEÓRICA DA TERRA nos cálculos da navegação astronômica e em muitos outros trabalhos astronômicos.
1.4 PRINCIPAIS LINHAS, PONTOS E
PLANOS DO GLOBO TERRESTRE
EIXO DA TERRA: é a linha em torno da qual a Terra executa o seu movimento de rotação, de Oeste para Leste (o que produz nos outros astros um MOVIMENTO APARENTE de Leste para Oeste).
PÓLOS: são pontos em que o eixo intercepta a superfície terrestre. O PÓLO NORTE é o que se situa na direção da Estrela Polar (a URSA MINORIS); o PÓLO SUL é o oposto.
Figura 1.5 – Equador: círculo máximo a meio entre os pólos
PLANO EQUATORIAL: é o plano perpendicular ao eixo de rotação da Terra e que contém o seu centro (Figura 1.5).
EQUADOR DA TERRA: é o círculo máximo resultante da interseção do plano equatorial com a superfície terrestre. O equador divide a Terra em dois hemisféricos, o HEMISFÉRIO NORTE e o HEMISFÉRIO SUL.
Figura 1.6 – Círculo máximo e círculo menor
CÍRCULO MÁXIMO: é a linha que resulta da interseção com a superfície terrestre de um plano que contenha o CENTRO DA TERRA. CÍRCULO MENOR: é a linha que resulta da interseção com a superfície terrestre de um plano que não contenha o CENTRO DA TERRA (Figura 1.6).
Figura 1.7 – Paralelo ou paralelo de latitude
PARALELOS: são círculos menores paralelos ao Equador e, portanto, perpendiculares ao Eixo da Terra. Seus raios são sempre menores que o do Equador (Figura 1.7)
Entre os paralelos distinguem-se o TRÓPICO DE CÂNCER (paralelo de 23,5º de Latitude Norte), o TRÓPICO DE CAPRICÓRNIO (paralelo de 23,5º Latitude Sul), o CÍRCULO POLAR ÁRTICO (paralelo de 66,5º de Latitude Norte) e o CÍRCULO POLAR ANTÁRTICO (paralelo de 66,5º de Latitude Sul). Os paralelos materializam a direção E – W.
MERIDIANOS: são os círculos máximos que contém os pólos da Terra (Figura 1.8). Os meridianos marcam a direção N – S.
Figura 1.8 – Meridianos
1.5 A POSIÇÃO NA TERRA; SISTEMA DE
COORDENADAS GEOGRÁFICAS
Figura 1.9 – Principais linhas, planos e pontos do globo terrestre: sistema de coordenadas geográficas
LATITUDE DE UM LUGAR (o símbolo é a letra grega j): é o arco de meridiano compreendido entre o Equador e o paralelo do lugar. Conta-se de 0º a 90º para o Norte e para o Sul do Equador.
LONGITUDE DE UM LUGAR: (o símbolo é a letra grega l): é o arco do Equador, ou o ângulo no Pólo, compreendido entre o MERIDIANO DE GREENWICH e o MERIDIANO DO LUGAR. Conta-se de 0º
DIFERENÇA DE LATITUDE ENTRE DOIS LUGARES (símbolo Dj): é o arco de meridiano compreendido entre os paralelos que passam por esses lugares. Para se obter a DIFERENÇA DE LATITUDE entre dois pontos deve-se subtrair ou somar os valores de suas Latitudes, conforme eles sejam, respectivamente, de mesmo nome ou de nomes contrários. Assim, por exemplo, a DIFERENÇA DE LATITUDE entre o ponto A, situado sobre o paralelo de 30ºN, e o ponto B, situado sobre o paralelo de 45ºN, será de 15º. Ademais, costuma-se indicar, também, o SENTIDO da DIFERENÇA DE LATITUDE. Dessa forma, dir-se-ia que a Dj de A para B é de 15ºN, ao passo que a Dj de B para A seria de 15ºS.
LATITUDE MÉDIA ENTRE DOIS LUGARES (jm): é a Latitude correspondente ao paralelo médio entre os paralelos que passam pelos dois lugares. Seu valor é obtido pela semi-soma ou semi-diferença das Latitudes dos dois lugares, conforme estejam eles no mesmo hemisfério ou em hemisférios diferentes (neste caso, terá o mesmo nome que o valor maior). No exemplo anterior, a LATITUDE MÉDIA entre os pontos A (Latitude 30ºN) e B (Latitude 45ºN) é jm = = 37 5ºN. A LATITUDE MÉDIA entre o ponto C (Latitude 40ºN) e o ponto D (Latitude 12ºS) será: jm = = 14ºN
DIFERENÇA DE LONGITUDE ENTRE DOIS LUGARES (Dl): é o arco do Equador compreendido entre os meridianos que passam por esses lugares. A obtenção de seu valor é semelhante à da DIFERENÇA DE LATITUDE. Assim, por exemplo, a DIFERENÇA DE LONGITUDE entre o ponto E (Longitude 045ºW) e o ponto F (Longitude 075ºW) será de 30ºW (Dl entre F e E seria de 30ºE). A DIFERENÇA DE LONGITUDE entre G (Longitude 015ºW) e H (Longitude 010ºE) é de 25ºE.
1.6 DISTÂNCIAS NA SUPERFÍCIE DA TERRA;
AMILHANÁUTICA (OU MILHA MARÍTIMA);
LOXODROMIA E ORTODROMIA
a. A MILHA NÁUTICA
DISTÂNCIA entre dois pontos na superfície da Terra é a separação espacial entre eles, expressa pelo comprimento da linha que os une. Em navegação as DISTÂNCIAS são normalmente medidas em MILHAS NÁUTICAS.
MILHA NÁUTICA (ou MILHA MARÍTIMA) é o comprimento do arco de meridiano que subtende um ângulo de 1 minuto no centro da Terra. Mais resumidamente, pode-se definir a MILHA NÁUTICA como sendo o comprimento do arco de 1’ de Latitude. Contudo, o comprimento do arco de meridiano correspondente a um ângulo de 1’ no centro da Terra varia ligeiramente com o lugar, uma vez que a Terra não é perfeitamente esférica. Dado, porém, o interesse de uma unidade de valor constante, fixou-se, por um Acordo Internacional (1929), o valor da milha náutica em 1852 METROS, independentemente da Latitude do lugar.
Poder-30ºN + 45ºN 2
40ºN + 12ºN 2
Devido ao problema das deformações em Latitude apresentadas nas CARTAS DE MERCATOR (Latitudes Crescidas), as distâncias nestas cartas devem ser sempre medidas na escala das Latitudes (1 minuto de Latitude é igual a uma milha).
b. ORTODROMIA E LOXODROMIA
Figura 1.10 – Ortodromia (arco de círculo máximo)ORTODROMIA: é qualquer segmento de um círculo máximo da esfera terrestre. É, assim, a menor distância entre dois pontos na superfície da Terra (Figura 1.10).
– LOXODROMIA OU LINHA DE RUMO: é a linha que intercepta os vários meridianos NA CARTA DE MERCATOR
Figura 1.11 – Linha de rumo ou loxodromia
1.7 A DIREÇÃO NO MAR; RUMOS E
MARCAÇÕES
Figura 1.12 – Direções
DIREÇÃO: é, na superfície da Terra, a linha que liga dois pontos. A Figura 1.12 apresenta as direções CARDEAIS, INTERCARDEAIS ou LATERAIS e COLATERAIS, comumente referidas em navegação (todas as direções mostradas são DIREÇÕES VERDADEIRAS, isto é, têm como referência o NORTE VERDADEIRO).
CARDEAIS N, S, E e W LATERAIS NE, SE, NW e SW NA ESFERA TERRESTRE
Figura 1.13 - Rumo
RUMOS: um navio (ou embarcação) go-verna seguindo um RUMO, que pode ser definido como o ângulo horizontal entre uma direção de referência e a direção para a qual aponta a proa do navio ou, o que é o mesmo, o ângulo horizontal entre uma direção de referência e a proa do navio. Os rumos são medidos de 000º a 360º, no sentido do movimento dos ponteiros de um relógio, a partir da DIREÇÃO DE REFE-RÊNCIA (Figura 1.13).
As três DIREÇÕES DE REFERÊN-CIA mais utilizadas em navegação são: NORTE VERDADEIRO(ou GEOGRÁFICO) NORTE MAGNÉTICO
NORTE DA AGULHA
Figura 1.14 - Rumos verdadeiro, magnético e da agulha
Assim, conforme a DIREÇÃO DE REFERÊNCIA em relação à qual é medi-do, o rumo denomina-se (Figura 1.14): RUMO VERDADEIRO (Rv)
RUMO MAGNÉTICO (Rmg) RUMO DA AGULHA (Rag)
Também relacionados aos conceitos acima apresentados, podem ser definidos os seguintes elementos:
PROA: é a direção para a qual o navio está apontando, num determinado instan-te. Quando se governa em um determina-do RUMO, nem sempre se consegue man-tê-lo rigorosamente constante. Normal-mente, por influência do estado do mar (ondas, vagalhões), vento, erros dos timo-neiro, etc., a direção em que se navega varia em torno do rumo desejado. A direção para a qual o navio está apontando, em um determinado instante, é, então,
Na realidade, especificamente, o termo RUMO aplica-se à direção na qual se navega na superfície do mar, que, em geral, encontra-se em movimento, pelo efeito da corrente. Assim, surge o conceito de RUMO NO FUNDO, como a direção resultante realmente navegada, desde o ponto de partida até o ponto de chegada num determinado momento. Normalmente, o RUMO NO FUNDO é a resultante entre o RUMO NA SUPERFÍCIE e a CORRENTE, conforme mostrado na Figura 1.15.
Figura 1.15 –
As abreviaturas utilizadas são: RUMO VERDADEIRO: R ou Rv RUMO MAGNÉTICO: Rmg RUMO DA AGULHA: Rag RUMOS PRÁTICOS: Rp RUMO NO FUNDO: Rfd
A precisão adotada é de 0,5º; um RUMO deve ser sempre escrito com três algarismos em sua parte inteira. Exemplos: 045º; 072º; 180º; 347.5º; 233.5º.
MARCAÇÃO: é o ângulo horizontal entre a linha que une o navio a um outro objeto e uma determinada DIREÇÃO DE REFERÊNCIA, medido a partir da DIREÇÃO DE REFERÊNCIA.
Esta DIREÇÃO DE REFERÊNCIA pode ser: NORTE VERDADEIRO (ou GEOGRÁFICO)
NORTE MAGNÉTICO NORTE DA AGULHA PROA DO NAVIO
Conforme a DIREÇÃO DE REFERÊNCIA, a marcação será denominada: Figura 1.16 – Marcação verdadeira
MARCAÇÃO VERDADEIRA (M ou Mv): ângulo horizontal entre o NORTE VERDADEIRO e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000º a 360º, no sentido do movimento dos ponteiros de um relógio, a partir do NORTE VERDADEIRO (Figura 1.16).
MARCAÇÃO MAGNÉTICA (Mmg): ângulo horizontal entre o NORTE MAGNÉTICO e a linha que une o navio ao objeto marcado, medida de 000º a 360º, no sentido horário, a partir do NORTE
MAGNÉTICO.
MARCAÇÃO DA AGULHA (Mag): ângulo horizontal entre o NORTE DA AGULHA e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000º a 360º, no sentido horário, a partir do NORTE DA AGULHA.
Quando a DIREÇÃO DE REFERÊNCIA é a PROA DO NAVIO, a marcação pode ser denominada de MARCAÇÃO RELATIVA ou MARCAÇÃO POLAR.
MARCAÇÃO RELATIVA (Mr): é o ângulo horizontal entre a PROA e a linha que une o navio ao objeto marcado, medido de 000º a 360º, no sentido horário, a partir da PROA (Figura 1.17). Então, teremos Mv = Mr + R
(Figura 1.18).
Figura 1.18 – Mv = Mr + R
Figura 1.19 – Marcação polar
MARCAÇÃO POLAR (Mp): é medida a partir da proa para BORESTE (BE) ou para BOMBORDO (BB), de 000º a 180º. Recebe sempre uma designação (BE ou BB), tal como mostrado na Figura 1.19.
y = Mr + R Figura 1.17 –
Figura 1.20 –
Na figura 1.20, um navio, no RUMO VERDADEIRO Rv = 045º, marca um farol exatamente no través de BB, isto é, na MARCAÇÃO POLAR, Mp = 090º BB. É possível, então, obter a MARCAÇÃO
RELATIVA (Mr) e a MARCAÇÃO
VERDADEIRA (Mv) do farol: Mr = 270º
Mv = Mr + R = 147º
Tal como os RUMOS, as MARCAÇÕES também devem ser sempre escritas com três algarismos em sua parte inteira. A aproximação: A ser usada é de 0.5º. Exemplos: M = 082º; M = 033.5º; M = 147º.
1.8 A VELOCIDADE NO MAR
VELOCIDADE é distância percorrida na unidade de tempo. Em navegação, a unidade de velocidade comumente utilizada é o NÓ, que corresponde à velocidade de 1 MILHA NÁUTICA POR HORA.
VELOCIDADE NO FUNDO (vel fd) é a expressão que designa velocidade ao longo da derrota realmente seguida, em relação ao fundo do mar, desde o ponto de partida até um ponto de chegada.
VELOCIDADE DE AVANÇO (SOA, do inglês “SPEED OF ADVANCE”) é a expressão usada para indicar a velocidade com que se pretende progredir ao longo da derrota planejada. É um importante dado de planejamento, com base no qual são calculados os ETA (“ESTIMAED TIME OF ARRIVAL” ou HORA ESTIMADA DE CHEGADA) e os ETD (“ESTIMATED TIME OF DEPARTURE” ou HORA ESTIMADA DE PARTIDA) aos diversos pontos e portos da derrota planejada.
1.9 OUTRAS UNIDADES DE MEDIDA
UTILIZADAS EM NAVEGAÇÃO
MEDIDAS DE DISTÂNCIAS 1 jarda = 3 pés = 0,914 m
Na realidade, 1 milha náutica tem 2.025,37 jardas. Entretanto, de modo aproximado, muitas vezes considera-se, em navegação, 1 milha = 2.000 jardas.
1 amarra = 100 braças = 200 jardas = 183 m MEDIDAS DE PROFUNDIDADES 1 m = 3,281 pés = 1,09 jardas = 0,55 braças
Um navio no Rv = 045º, marca um farol exatamente pelo # de BB a) Qual a Mp ?
b) Qual a Mr ? c) Qual a Mv ?
